Távközlő hálózatok és szolgáltatások Távközlő rendszerek áttekintése

Átírás

1 Távközlő hálózatok és szolgáltatások Távközlő rendszerek áttekintése Németh Krisztián BME TMIT szet. 12.

2 A tárgy feléítése 1. Bevezetés Bemutatkozás, játékszabályok, stb. Történelmi áttekintés Mai távközlő rendszerek architektúrája Technológiai, fizikai, gazdasági háttérismeretek (Henk Tamás) 2. IP hálózatok elérése távközlő és kábel-tv hálózatokon 3. VoIP 4. Kacsolástechnika 5. Mobiltelefon-hálózatok 6. Jelátviteli követelmények, kodekek 7. Forgalmi követelmények, hálózatméretezés 8. Jelzésátvitel 9. Hálózati szolgáltatások (Henk Tamás) 10. Gerinchálózati technikák (Cinkler Tibor) 11. Távközlő rendszerek teleítése és üzemeltetése (Cinkler Tibor) 2

3 Áttekintés Távközlő hálózati alaok Távbeszélő hálózatok áttekintése Analóg és digitális beszédátvitel Számozás ISDN Újgenerációs hálózatok 3

4 Analóg beszédátvitel Végberendezés: hanghullám analóg elektromos jel Mit tudunk e jelről? Emberi fül kb. 20 Hz 20 khz-t hall meg Ebből a beszédjel felső határa 6-7 khz 4

5 Analóg beszédátvitel Hány Hz széles legyen egy beszédcsatorna? cél usztán az érthető beszéd átvitele + gazdaságosság! Korai nyalábolt trönkök FDM-et használtak minél keskenyebb egy beszédsáv, annál több fér rá egy trönkvonalra Manaság: digitális átvitel: TDM, IP de a bitsebesség itt is számít......és arányos az átvitt sávszélességgel (ld. majd: PCM) Érthetőség és beszédminőség az átvitt frekvencia függvényében: Hz: rossz Hz: tűrhető Hz: kielégítő Hz: megfelelő Hz: jó Hz: igen jó Döntés: 0,3 3,4 khz-es sáv 3,1 khz + védősávok = 4 khz széles lesz egy beszédcsatorna 5

6 PCM kodek egy valódi(bb) éldán Beszédhang Vonatkozó bitsorozat (kb.): (első bit azelőjel) 6

7 PCM A/D átalakítás (kódolás): analóg, folytonos idej ű jel analóg, folytonos idejű, sávhatárolt jel mintavevő analóg, diszkrét idej ű jel diszkrét idejű, diszkrét értékkészletű jel (digitális jel) sávszűrő 0,3... 3,4 khz sávszűrés: A sávnál magasabb frekvenciák a mintavételezés után sávon belüli zajként látszanának kvantálás: logaritmikus karakterisztikával (az emberi fül is ilyen) USA: µ törvényű kvantáló (µ-law) Euróa: A törvényű kvantáló (A-law) hasonló, de nem komatibilis, átkódolás kell 8 khz mintavétel órajel 8 khz a max. frekvencia dulája (Nyquist tétele) 8 bitre kvantálás: 8 khz 8 bit = 64 kb/s vannak újabb, sok szemontból jobb kodekek ld. majd a félév második felében kvantáló 7

8 Kitérő: PCM PCM dekódolás: digitális jel D/A átalakító ( kvantáló inverz karakterisztikája) órajel 8 khz analóg jel sávszűrő 0,3... 3,4 khz analóg, sávhatárolt jel sávszűrő szeree: kimenet simítása: 8

9 Analóg vs. digitális telefónia Analóg átvitel: egy csatorna 4 khz Digitális átvitel (PCM): egy csatorna 64 kb/s Mekkora (analóg) sávszélességet igényel ennek az átvitele? sok mindentől függ (l. alkalmazott moduláció, jel/zaj viszony (S/N) a közegen), de határozottan szélesebb sáv kell, mint analóg esetben Ugyanakkor: analóg S/N igény: kb. 60 db digitális S/N igény: kb. 20 db (10-6 bithibaarányhoz) Ráadásul digitális esetben regenerátorokat alkalmazva a zaj nem adódik össze (de: a bithibák igen) 9

10 Analóg vs. digitális telefónia A digitális technika további előnyei megvalósítása egyszerűbb és megbízhatóbb najainkban már olcsóbb a jel/zaj viszony független a hálózat méretétől (igaz, a bithibaarány függ) a digitális berendezések gyártása nem igényel egyenkénti beállítást kisebb helyigény alacsonyabb táigény magasabb fokú hálózati intelligencia valósítható meg sokkal kifinomultabb jelzésátvitel lehetséges adat és beszédjelek egységesen kezelhetőek egyszerűbb a karbantartás kacsolás megvalósítható mozgó alkatrészek nélkül ráadásul: újabb kodekek: kisebb sávszélesség Ezek elsörő előnyök 10

11 Analóg távbeszélő hálózatok Analóg nyalábolás: FDM a nyalábolás hierarchikusan történik közeg: koax kábel, mikrohullámú rádiós összeköttetés egyetlen koax kábelen 1920, ill beszélgetés ez kb. 10 MHz lenne, de a hierarchia miatt további védősávok szükségesek külföldön létezett beszédcsatornás, kb. 60 MHz-es rendszer is már nem használják. Hazánkban kb ig voltak FDM trönkök üzemben Analóg kacsolás mechanikus, elektromechanikus rendszerek hosszú út a Strowger közontoktól a keresztrudas (crossbar) kacsolókig Ezt sem nem használják. Magyarországon 1990 és 2000 cserélték le a közontokat digitálisra 11

12 Digitális távbeszélő hálózatok először az átviteli utakat digitalizálták (USA: 1960-as, 70-es évek) klasszikusan TDM (Time Division Multilexing, időosztásos nyalábolás) rendszerek általános célú digitális átviteli hálózatok, nem csak telefonhálózatok jeleire l. PDH, SDH (lásd majd a Gerinchálózati technikák fejezetet) ma már sokszor IP is utána hamarosan a közontokat is TDM közontok (lásd majd a Kacsolástechnika fejezetet) a (vezetékes hálózati) végberendezések nagy része ma is analóg! ami nem, az ISDN, ld. nemsokára helyi kacsolóközontban történik meg az A/D D/A átalakítás 12

13 Digitális távbeszélő hálózatok a vezetékes végberendezések javarészt analógok a minőség megfelelő kevesen fizetnek a lusz funkciókért ezek nagy része ráadásul már elérhető analóg végberendezéssel: intelligencia a közontban, nem a készülékben! digitális kiegészítések: hívószámkijelzés, SMS ld. hamarosan az ISDN-nél! 13

14 A távbeszélő közontok kaacitása és digitalizáltsága Magyarországon ( ) forrás: Nemzeti Hírközlési Hatóság (NHH) 14

15 Áttekintés Távközlő hálózati alaok Távbeszélő hálózatok áttekintése Analóg és digitális beszédátvitel Számozás ISDN 15

16 Számozás (Számozás: SzgH-oknál címzésnek hívják) Hívószám: eredetileg az előfizető helyét (címét) azonosította Mostani tendencia: az előfizetőt magát (nevét) mobiloknál triviálisan vezetékes esetben is egyre inkább: számhordozhatóság emelt díjas, vagy é ingyenes számok E.164 ajánlás (ITU-T, htt:// Egy nemzetközi telefonszám max. 15 számjegy, ebből 1-3 jegy az országhívószám: 1 Észak-Amerika 2 Afrika (+Grönland) 3,4 Euróa 5 Közé- és Dél-Amerika 6 Ausztrália és Óceánia 7 Oroszország, Kazahsztán 8 Távol-Kelet (+Inmarsat, Nemzetk. zöld szám: 800) 9 Közel- és Közé-Kelet 16